Des scientifiques de l'Institut Leibniz d'astrophysique de Potsdam (AIP) ont découvert le rythme cardiaque magnétique complexe d'une étoile lointaine remarquablement similaire à notre propre soleil, mais beaucoup plus jeune et plus actif. Cette étude, qui s'inscrit dans le cadre de la campagne « Loin au-delà du Soleil », fait suite à près de trois années d'observations ultra-précises et apporte un nouvel éclairage sur la façon dont les étoiles comme notre Soleil génèrent leurs champs magnétiques et comment ces champs évoluent au fil du temps.
Les résultats apparaissent dans l'article « Far Beyond the Sun III: The Magnetic Cycle of ι Horologii » sur le arXiv serveur de préimpression.
L'étoile au cœur de cette recherche est Iota Horologii (surnommée « ι Hor », dans la constellation Horologium, l'horloge à pendule du ciel austral), située à environ 56 années-lumière de la Terre. À environ 600 millions d’années – bien plus jeune que notre soleil vieux de 4,6 milliards d’années – ι Hor tourne plus vite et affiche une activité magnétique bien plus vigoureuse que le soleil.
En pointant le polarimètre HARPS du télescope de 3,6 m de l'Observatoire européen austral de La Silla au Chili vers cette étoile, les chercheurs de l'AIP ont collecté 199 nuits de données spectropolarimétriques sur six saisons d'observation.
À l’aide d’une technique avancée connue sous le nom d’imagerie Zeeman Doppler (ZDI), l’équipe a transformé ces mesures en 18 « cartes » distinctes du champ magnétique à grande échelle de ι Hor, réparties sur environ 140 rotations complètes de l’étoile. Ces cartes montrent comment les caractéristiques magnétiques apparaissent, disparaissent et même inversent la polarité, des phénomènes qui retracent les processus dynamo profonds au sein de l'intérieur turbulent de l'étoile.
L'une des découvertes les plus remarquables est que ι Hor accomplit un cycle magnétique complet, équivalent au cycle de 22 ans du soleil, en un peu plus de deux ans (environ 773 jours). Au cours de cette période, les pôles magnétiques nord et sud de l’étoile s’inversent, pour ensuite revenir en arrière, créant un rythme cardiaque magnétique bien plus rapide que celui de notre soleil.
La création des premiers « diagrammes de papillons magnétiques » pour une étoile au-delà de la nôtre est peut-être encore plus excitante. Sur le soleil, ces diagrammes suivent la migration latitudinale des taches solaires et du champ magnétique au fur et à mesure de la progression du cycle : les taches émergent aux latitudes moyennes et dérivent régulièrement vers l'équateur.
En faisant la moyenne de l'intensité du champ magnétique cartographiée à différentes latitudes pour chaque époque, les scientifiques de l'AIP ont produit des diagrammes analogues pour ι Hor, révélant comment ses régions magnétiques migrent vers les pôles et vers l'équateur au cours de chaque cycle.
À partir de ces diagrammes de papillons stellaires, l’équipe a extrait des estimations directes des flux à grande échelle sur la surface de ι Hor. Ils ont constaté que les régions du champ radial migrent vers les régions polaires à des vitesses de 15 à 78 m/s (comparables à un train à grande vitesse), tandis que le champ toroïdal dérive vers l'équateur à une vitesse de 9 à 19 m/s (vitesse moyenne des voitures), tous deux sensiblement plus rapides que les flux solaires correspondants. Il s'agit de la première mesure d'un tel flux méridional (vers le pôle) et vers l'équateur sur une étoile autre que le Soleil.
« Ces résultats constituent une référence essentielle pour comprendre les dynamos magnétiques, les moteurs qui pilotent l'activité stellaire et solaire », déclare le Dr Julian Alvarado Gómez, chercheur principal à l'AIP.
« En comparant le cycle magnétique rapide et la forte activité de ι Hor au rythme plus lent de 22 ans du soleil, nous obtenons une meilleure compréhension de la manière dont des facteurs tels que le taux de rotation et l'âge influencent l'évolution magnétique. »
De plus, l’activité magnétique régit les vents stellaires, les éruptions cutanées et les rayonnements de haute énergie, qui peuvent tous façonner l’environnement des planètes en orbite. Les découvertes de ι Hor, qui héberge au moins une exoplanète connue, aident les astronomes à évaluer comment les jeunes étoiles semblables au Soleil pourraient influencer l'habitabilité des mondes de leur système.
